WO2014208855A1

WO2014208855A1 - 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이프

Info

Publication number: WO2014208855A1
Application number: PCT/KR2014/000416
Authority: WO
Inventors: 이종태
Original assignee: Lee Jong-Tae
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2014-01-15
Publication date: 2014-12-31
Also published as: US10240696B2; US20150323105A1; KR101343832B1

Abstract

본 발명은 내화성이 우수하여 화재시 바닥이나 벽체를 관통하는 파이프를 통해 화염과 연기가 확산되는 것을 방지할 수 있고, 내한성이 우수하여 추위에 파이프가 노출되더라도 파이프의 물성이 저하되는 것을 방지하는 내화성 및 내한성을 갖는 파이프에 관한 것이다.

Description

【명세서】

[발명의 명칭]

내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파아프

【기술분야】

본 발명은 내화성이 우수하여 화재시, 바닥이나 벽체의 관통구를 관통하는 파 이프를 통해 화염과 연기가 확산되는 것을 방지할 수 있고， 내한성이 우수하여 추 위에 파이프가 노출되더라도 파이프의 물성이 저하되는 것을 방지하는 내화성 및 내한성을 갖는 파이프에 관한 것이다.

【배경기술]

아파트나 다세대 주택 등의 다층 건축물은 각층의 하수를 배수하기 위해 각 충의 하수가 건축물의 수직관을 통해 배수되도록 구성되어 있다.

건축물에 사용되는 대부분의 배관은 P.V.C.등의 합성수지를 재질로 성형된 파이프를 사용하고 있기 때문에 화재가 발생하였을 때 화염이나 연기가 배관을 통 해 상층으로 번지는 문제가 발생한다.

이러한 이유로 종래에는 이러한 바닥이나 벽체 관통부에 사용되는 배관재는 내화성을 요구하기 때문에 합성수지 재질의 파이프 외관에 내화성을 갖는 섬유보강 모르타르를 갖는 외층을 구성하여 2중 파이프를 구성하거나, 주철제 배관을 사용하 였다.

그렇지만， 상기 섬유보강 모르타르를 갖는 2층 구조의 파이프는 생산공정이 복잡하여 생산성이 낮고， 고가인 문제점이 있고， 주철제 배관은 고하중이기 때문에 시공성의 문제가 있다.

이러한 문제점 때문에 에이스 수지에 무기계 팽창제 또는 유기계 팽창제가 배합되어 있는 내화용 팽창성 수지 조성물로 시트상 혹은 페이스트상으로 성형하 고， 바닥이나 벽체를 관통하는 합성수지 배관에 내화용 팽창성 수지로 성형된 시트 를 권취하거나 페이스트상으로 성형된 내화용 팽창성 수지를 도포함으로써 화재가 발생하였을 때 팽창성 수지 조성물이 가열되어 팽창함으로써 화재의 은도로 연화된 합성수지 배관을 폐색하여 화염과 연기가 상층으로 번지는 것을 방지하도록 구성하 고 있다.

그러나 상기와 같은 팽창성 수지 시트를 권취하거나 도포하는 것은 배관재의 경량화를 도모할 수 있지만 작업시 팽창성 수지 시트를 권취하거나 페이스트상의 수지를 도포하여야만 하는 작업이 있기 때문에 시공이 매우 번거롭고， 권취작업이 나 도포작업시 불량이 발생할 수 있기 때문에 화염과 연기가 상층으로 번질 수 있 는문제점이 있다.

【발명의 상세한 설명】

[기술적 과제]

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서， 내화성 이 우수하면서도 경량의 합성수지 파이프를 제공함으로써 내화성이 우수하고 시공 이 간편한 합성수지 파이프를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

또한， 내화성과 함께 내한성이 우수하이추운 겨울의 날씨에 파이프가 물성 이 저하되지 않는 파이프를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

【기술적 해결방법】

상기의 목적올 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 의한 내화성 및 내한 성을 동시에 갖는 파이프는 단일 기능층으로 구성된 내화성 및 내한성을 동시에 갖 는 파이프를 구성하되， K-Value가 72인 P.V.C.수지 100중량부에 대해 메틸 TIN안정 제 2.5 내지 6.0중량부， 열팽창혹연 1 내지 100중량부, 발포촉진제인 셀렉스 A 1.0 내지 2.0중량부， 수산화알루미늄 5.0 내지 10.0중량부， 수산화마그네슘 2.0 내자 7.0중량부 및 징크보레이트 5.0 내지 10.0중량부가 흔합되어 구성된다.

그리고 본 발명의 다른 실시예에 의한 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이 프는 기능층과 상기 기능층의 외측보호층으로 구성된 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이프를 구성하되, 상기 기능층은 K-Value가 67 또는 72인 P.V.C.수지와， 상 기 P.V.C.수지 100중량부에 대해 메틸 TIN안정제 2.5 내지 6.0중량부， 열팽창혹연 1 내지 100중량부, 발포촉진제인 셀렉스 A 1.0 내지 2.0중량부， 수산화알루미늄 5.0 내지 10.0중량부， 수산화마그네슘 2.0 내지 7.0중량부 및 징크보레이트 5.0 내지 10.0중량부가 흔합되어 기능층이 구성되고, 상기 외측보호춤은，

K-Value가 72인 P.V.C.수지와， 상기 P.V.C.수지 100중량부에 대해 메틸 TIN 안정제 2.5 내지 6.0중량부， 아크릴층격보강제 1.0 내지 5.0중량부가 흔합되어 외 측보호층이 구성된다.

그리고 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 내화성 및 내한성을 갖는 파이프는 기능층과， 상기 기능층의 내측과 외측에 각각 내측보호층 및 외측보호층으로 구성 된 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이프를 구성하되， 상기 기능층은 K-Value가 67 또는 72인 P.V.C.수지와， 상기 P.V.C.수지 100중량부에 대해 메틸 TIN안정제 2.5 내지 6.0중량부， 열팽창흑연 1 내지 200중량부， 발포촉진제인 셀렉스 A 1.0 내 지 2.0중량부， 수산화알루미늄 5.0 내지 10.0중량부， 수산화마그네슘 2.0 내지 7.0 중량부 및 징크보레이트 5.0 내지 10.0중량부가 흔합되어 내층이 구성되고， 상기 내측보호층 및 외측보호층은 K-Value가 72인 P.V.C.수지와， 상기 P.V.C.수지 100중 량부에 대해 메틸 TIN안정제 2.5 내지 6.0중량부， 아크릴충격보강제 1.0 내지 5.0 중량부가 흔합되어 외층이 구성된다.

이때， 상기 기능층은 P.V.C.수지 100중량부에 대해 산화마그네슘 25 내지 45 . 증량 %， 산화칼슘 2 내지 15중량 %， 이산화규소 10 내지 35중량 %， 산화알루미늄 1 내 지 12중량 %， 산화아연 1 내지 12중량 %， 이산화티타늄 0.5 내지 7중량 %가 흔합되어 구성된 제연제 2.0 내지 7.0중량부가 더 ¾합되어 구성된 것을 특징으로 한다.

또한， 상기 기능층은 상기 P.V.C.수지 100중량부에 대해 칼슘카보네이트， 알 루미늄트라이하이드레이트， 징크보레이트 중 어느 하나 또는 둘 이상이 흔합되어 구성된 광물질 0.1 내지 1.0중량부가 더 혼합되어 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기능층은 상기 P.V.C.수지 100중량부에 대해 아크릴충격보강제 1.0 내지 5.0중량부가 더 혼합되어 구성된 것을 특징으로 한다.

또한， 상기 열팽창흑연은 층상구조의 층간에 황 또는 질소화합물이 흔합되어 구성된 것을 특징으로 한다.

【유리한 효과】 .

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이프 는 내화성이 우수하면서도 경량이기 때문에 시공이 매우 간편하고， 추운 겨울의 날 씨에도 파이프의 물성이 저하되지 않는 특징이 있다.

【도면의 간단한 설명】

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이프 의 단면도.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이 프의 단면도.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이프의 단면도. 【발명의 실시를 위한 형태】

이하 본 발명에 의한 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이프에 대하여 상세 하게 설명한다. 도 1은본 발명의 일 실시예에 의한 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이프 의 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 파이프는 단일의 기능층으로 하여 성형되는데 베이스 수지로서 P.V.C. 수지， 안정제， 팽창제， 발포촉진제， 탄산칼슘이 흔합되어 구성된 수지 조성물을 압출하여 생산된다.

베이스 수지로서 P.V.C.수지가 사용되는데 P.V.C.수지는 기계적 강도， 내약 품성 등이 우수하어 토목， 건설 자재로 넓게 사용되고 있다.

K-Value가 72인 P.V.C.수지 100중량부에 대해 안정제인 메틸 TIN안정제를 2.5 내지 6.0중량부 흔합한다.

K-Value가 72인 P.V.C.수지는 내열성이 우수하고， 인장력이 우수하고， 높은 내수압과 층격에 강하며， 굴곡 강도가 우수한 특징이 있다.

상기 열안정제는 P.V.C.수지에 흔합하여 가공과정 중과 사용기간 중에 수지 의 물리적， 화학적 성질을 유지하도록 하는 것으로서 안정제가 2.5중량부 미만으로 흔합되면 작업성이 떨어지고， 6.0 중량부를 초과하여 흔합되면 성능 향상은 미미한 반면에 생산비용이 많이 소요되고， 물성이 저하되므로 열안정제인 메틸 TIN안정제 를 2.5 내지 6.0중량부 흔합한다.

그리고 상기 P.V.C.수지 100중량부에 대해 열팽창혹연 (Expandable graphite) 1 내지 100중량부 흔합한다.

상기 열팽창흑연은 가열되면 팽창하는 특징이 있다. 따라서 상기 열팽창흑연 을 혼합하여 파이프를 구성하면 화재 발생시 열팽창혹연이 흔합된 파이프가 ¾창하 여 구멍을 폐색 또는 폐색에 가까운 상태로 만든다.

상기 열팽창흑연은 P.V.C.수지 100중량부에 대해 1 내지 100중량부를 흔합하 는데 열팽창혹연이 1중량부 미만으로 흔합되면 열팽창 효과를 가질 수 없고, 1010 중량부를 초과하여 흔합하면 작업성이 저하되고， 효과 대비 원가가 상승하며, 기계 적 강도가 저하되므로 열팽창흑연은 P.V.C.수지 100중량부에 대해 5.0 내지 10.0증 량부를 흔합한다.

' 또한 열팽창혹연을 100중량부를 초과하여 흔합하면 흑연이 과팽창하여 형붕 괴를 일으키므로 열팽창혹연은 1 내지 100중량부를 흔합하는 것이 바람직하다. 상기 열팽창흑연은 충상구조를 갖는데， 상기 층상구조의 층간에 황이나 질소 화합물을 가함으로써 순수 열팽창혹연에 비해 팽창성이 증가하게 되므로 층상구조 를 갖는 상기 열팽창흑연의 층간에 황이나 질소화합물을 흔합하여 사용한다.

그리고 P.V.C.수지 100중량부에 대해 발포촉진제인 셀렉스 A를 1.0 내지 2.0 중량부 흔합한다.

발포촉진제는 발포제의 분해은도와 발포속도를 조절하여 사용조건쎄 맞도록 발포촉진제의 흔합량을 조절할 수 있는데， 상기 발포제로서 사용되는 셀렉스 A는 발 포촉진제로 널리 사용되는 물질이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

그리고 P.V.C.수지 100중량부에 대해 탄산칼슘 2 내지 8증량부를 흔합한다. 탄산칼슘은 수지에 흔합되어 파이프의 강도를 증가시키는 역할을 한다.

그리고 P.V.C.수지 100중량부에 대해 제연제 2.0 내지 7.0 중량부를 흔합한 다.

상기 제연제는 산화마그네슴 25 내지 45중량 %， 산화칼슘 2 내지 15중량 ¾>， 이 산화규소 10 내지 35중량 %， 산화알루미늄 1 내지 12중량 %， 산화아연 1 내지 12중량 %, 이산화티타늄 0.5 내지 7중량 %가 흔합되어 구성된 것이다.

상기 제연제는 P.V.C.수지 100증량부에 대해 2 내지 7.0 중량부가 혼합되 는데, P.V.C.수지에 흔합되어 화재발생시 수지가 타면서 발생하는 연기를 줄여주는 역할을 한다.

상기 제연제가 2.0중량부 미만으로 흔합되면 제연효과가 미미하고， 제연제가 7.0중량부를 초과하여 흔합되면 흔합량 증가에 비해 제연효과가 미미하고， 파이프 의 물성이 저하되기 때문에 P.V.C.수지 100중량부에 대해 제연제는 2.0 내지 7.0중 량부를 흔합하는 것이 바람직하다.

상기 제연제가 흔합됨으로써 화재발생시 연기의 발생을 줄여주는 것은 물론 이거니와， 내한성이 증가되어 강추위에 파이프가 노출되어도 물성이 저하되지 않 고, 파이프 내부를 유동하는 물이 잘 얼지 않는 효과가 발생한다.

그리고 상기 제연제와 함께 화재 발생시 연기발생을 억제하기 위하여 P.V.C. 수지 100중량부에 대해 수산화알루미늄 5.0 내지 10.0중량부.， 수산화마그네슘 2.0 내지 7.0중량부 및 징크보레이트 5.0 내지 10.0중량부를 흔합한다.

상기와 같이 수산화알루미늄， 수산화마그네슘 및 징크보레이트를 P.V.C.수지 에 흔합하면 화재발생시 수지가 타면서 발생하는 연기를 더욱 최소화할 수 있다. 상기 수산화알루미늄， 수산화마그네슘 및 징크보레이트의 흔합량은 기재한 흔합량 미만으로 흔합되었을 때 연기발생 억제 효과가 미미하고， 기재한 흔합량을 초과하여 흔합되면 그에 비례하여 연기발생 억제 효과가 증가하지만 파이프의 물성 저하가 발생하므로 기재한 흔합량을 P.V.C.에 흔합하는 것이 바람직하다.

그리고 수산화알루미늄， 수산화마그네슘 및 징크보레이트가 흔합됩으로써 화 재 발생시 연기의 발생을 줄여주는 것은 물론이거니와， 내한성이 증가되어 강추위 에 파이프가 노출되어도 물성이 저하되지 않고， 파이프 내부를 유동하는 물이 잘 얼지 않는 효과가 발생한다.

그리고 P .C.수지 100중량부에 대해 광물질 0.1 내지 1.0중량부를 흔합한 다.

상기 광물질은 칼슘카보네이트， 알루미늄트라이하이드레이트， 징크보레이트 중 어느 하나 또는 둘 이상이 흔합되어 구성된 것으로서 P.V.C.에 흔합되어 파이프 의 난연성을 증가시킨다.

상기 광물질은 0.1중량부 미만으로 흔합될 경우 난연효과가 미미하고 1.0중 량부를 초과하여 혼합하면 물성저하가 발생하므로 광물질은 0.1 내지 1.0중량부 흔 합하는 것이 바람직하다.

상기 광물질이 흔합됨으로써 난연효과와 함께 내한성이 증가되어 추위에 노 출되어도 파이프의 물성이 저하되지 않고 내부를 유동하는 물이 잘 얼지 않는 효과 가 있다.

그리고 P.V.C.수지 100중량부에 대해 아크릴충격보강제를 1.0 내지 5.0중량 부를 흔합한다.

상기 아크릴층격보강제는 외부충격에 대해 파이프의 내충격력을 향상시키는 것으로서 1.0중량부 미만으로 흔합되면 내충격력이 약해지고， 5.0중량부를 초과하 여 흔합하면 인장강도가 낮아지고 내수압력이 낮아지며， 경제성과 작업성이 저하 되므로 아크릴충격보강제는 P.V.C.수지 100중량부에 대해 1.0 내지 5.0중량부 흔합 한다. 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이 프를 도시한 도면이다.

본 발명의 다른 실시예는 도 2에 도시한 바와 같이 기능층과， 상기 기능층 외부에 외측보호층을 구성한 2중 파이프이다.

기능층은 베이스수지로서 K-Value가 67 또는 72인 R.V.C.수지 100중량부에 대해 안정제인 메틸 TIN안정제를 2.5 내지 6.0중량부 흔합한다.

상기 열팽창흑연은 가열되면 팽창하는 특징이 있다. 따라서 상기 열팽창혹연 을 흔합하여 파이프를 구성하면 화재 발생시 열팽창혹연이 흔합된 파이프가 팽창하 여 구멍을 폐색 또는 폐색에 가까운 상태로 만든다.

상기 열팽창흑연은 P.V.C.수지 100중량부에 대해 1 내지 100중량부를 흔합하 는데 열팽창흑연이 1중량부 마만으로 흔합되면 열팽창 효과를 가질 수 없고, 100중 량부를 초과하여 흔합하면 작업성이 저하되고， 효과 대비 원가가 상승하며， 기계적 강도가 저하되므로 열팽창혹연은 P.V.C.수지 100중량부에 대해 1 내지 100중량부를 혼합한다.

또한， 열팽창흑연이 100중량부를 초과하여 흔합되면 열팽창혹연이 과팽창하 여 형붕괴를 일으키므로 열팽창흑연은 1 내지 100중량부 이내의 범위에서 흔합하는 것이 바람직하다ᅳ

상가 열팽창흑연은 층상구조를 갖는데， 상기 층상구조의 층간에 황이나 질소 화합물을 가함으로써 순수 열팽창흑연에 배히 팽창성이 증가하게 되므로 층상구조 를 갖는 상기 열팽창혹연의 층간에 황이나 질소화합물을 흔합하여 사용한다.

발포촉진제는 발포제의 분해온도와 발포속도를 조절하여 사용조건에 맞도록 발포촉진제의 흔합량을 조절할 수 있는데， 상기 발포제로서 사용되는 셀렉스 A는 발 포촉진제로 널리 사용되는 물질이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 제연제는 산화마그네슘 25 내지 45중량 %， 산화칼슘 2 내지 15중량 %， 이 산화규소 10 내지 35중량 %， 산화알루미늄 1 내자 12중량 %， 산화아연 1 내지 12중량 %， 이산화티타늄 0.5 내지 7중량 %가 흔합되어 구성된 것이다.

상기 제연제는 P.V.C.수지 100중량부에 대해 2.0 내지 7.0 중량부가 흔합되 는데, P.V.C.수지에 흔합되어 화재발생시 수지가 타면서 발생하는 연기를 줄여주는 역할을 한다.

상기 제연제가 2.0중량부 미만으로 흔합되면 제연효과가 미미하고， 제연제가 7.0중량부를 초과하여 흔합되면 흔합량 증가에 비해 제연효과가 미미하고, 파이프 의 물성이 저하되기 때문에 P.V.C.수지 100중량부에 대해 제연제는 2.0 내지 7.0중 량부를 흔합하는 것이 바람직하다.

상기 제연제가 흔합됨으로써 화재발생시 연기의 발생을 줄여주는 것은 물론 이거니와， 내한성이 증가되어 강추위에 파이프가 노출되어도 물성이 저하되지 않 고， 파이프 내부를 유동하는 물이 잘 얼자 않는 효과가 발생한다. ^' 그리고 화재 발생시 연기발생을 억제하기 위하여 P.V.C.수지 100중량부에 대 해 수산화알루미늄 5.0 내지 10.0중량부， 수산화마그네슘 2.0 내지 7.0중량부 및 징크보레이트 5.0 내지 10.0중량부를 흔합한다.

상기와 같이_,수산화알루미늄， 수산화마그네슘 및 징크보레이트를 P.V.C.수지 에 혼합하면 화재발생시 수지가 타면서 발생하는 연기를 더욱 최소화할 수 있다. 상기 수산화알루미늄 수산화마그네슘 및 징크보레이트의 흔합량은 기재한 흔합량 미만으로 흔합되었을 때 연기발생 억제 효과가 미미하고， 기재한 흔합량을 초과하여 흔합되면 그에 비례하여 연기발생 억제 효과가 증가하지만 파이프의 물성 저하가 발생하므로 기재한 흔합량을 P/V.C.에 흔합하는 갓이 바람직하다.

*그리고 P.V.C.수지 100중량부에 대해 광물질 0.1 내자 1.0중량부를 흔합한 다.

상기 광물질은 0.1중량부 미만으로 흔합될 경우 난연효과가 미미하고 1.0중 량부를 초과하여 흔합하면 물성저하가 발생하므로 광물질은 0.1 내지 1.0중량부 흔 합하는 것이 바람직하다.

상기 아크릴충격보강제는 외부층격에 대해 파이프의 내충격력을 향상시키는 것으로서 1.0중량부 미만으로 흔합되면 내충격력이 약해지고， 5.0중량부를 초과하 여 흔합하면 인장강도가 낮아지고， 내수압력이 낮아지며， 경제성과 작업성이 저하 되므로 아크릴충격보강제는 P.V.C.수지 100중량부에 대해 1.0 내지 5.0중량부 흔합 한다.

그리고 외측보호층은 K-Value가 72인 P.V.C.수지 100중량부에 대해 메틸 TIN 안정제 2.5 내지 6중량부， 아크릴층격보강제 1 내지 5중량부， 탄산칼슘 2 내지 8중 량부 * 흔합하여 구성한다.

상기 K-Value가 72인 P.V.C.수지 100중량부에 대해 K-Value가 76인 P.V.C.수 지 1.0 내지 5.0중량부를 흔합하여 구성할 수도 있다. 상기와 같이 K-Value가 76인 P.V.C.수지를 흔합하면 내열성이 우수해지고， 인장강도， 내수압력， 내충격성， 굴곡 강도 등의 기계적 물성이 우수해진다.

K-Vahie가 76인 P.V.C.수지를 1.0 중량부 미만으로 흔합하면 물성증가의 효 과가 미미해지는 반면에， K-Value가 76인 P.V.C.수지를 5.0 중량부 초과하여 흔합하 면 유동성이 저하되어 작업성이 현저하게 떨어지므로 1.0 내지 5.0 중량부로 흔합 하는 것이 바람직하다.

*그리고 상기 K-Value가 72인 P.V.C.수지 100중량부에 대해 메틸 TIN안정제 2.5 내지 6중량부를 흔합한다.

상기 열안정제는 P.V.C.수지에 흔합하여 가공과정 중과 사용기간 중에 수자 의 물리적， 화학적 성질을 유지하도록 하는 것으로서 안정제가 2.5중량부 미만으로 혼합되면 작업성이 떨어지고， 6.0 중량부를 초과하여 흔합되면 성능 향상은 미미한 반면에 생산비용이 많이 소요되고， 물성이 저하되므로 열안정제인 메틸 TIN안정제 를 2.5 내지 6.0중량부 흔합한다.

그리고 상기 K-Value가 72인 P.V.C.수지 100중량부에 대해 아크릴충격보강제 를 1.0 내지 5.0중량부를 흔합한다.

상기 아크릴층격보강제는 외부층격에 대해 파이프의 내충격력을 향상시키는 것으로서 1.0중량부 미만으로 흔합되면 내층격력이 약해지고, 5.0중량부를 초과하 여 흔합하면 인장강도가 낮아지고， 내수압력이 낮아지며， 경제성과 작업성이 저하 되므로 아크릴충격보강제는 P.V.C.수지 100중량부에 대해 1.0 내지 5.0중량부 흔합 한다.

_. 그리고 P.V.C.수지 100중량부에 대해 탄산칼슘 2 내지 8중량부를 흔합한다. 탄산칼슘은 수지에 흔합되어 파이프의 강도를 증가시키는 역할을 한다.

또한.상기 K-Value가 72안 P.V.C.수지 100중량부에 대해 광물질 0.1 내지 1.0중량부를 흔합한다.

상기 광물질은 칼슘카보네이트， 알루미늄트라이하이드레이트， 징크보레이트 중 어느 하나 또는 둘 이상이 흔합되어 구성된 것으로서 P.V.C.에 흔합되어 파이프 의 난연성과 함께 내한성을 증가시킨다.

상기 광물질은 0.1중량부 미만으로 흔합될 경우 난연효과와 내한효과가 미미 하고 1.0중량부를 초과하여 흔합하면 물성저하가 발생하므로 광물질은 0.1 내지 1.0중량부 ±합하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 기능충과 외측보호층으로 파이프를 2중으로 구성함으로써 평상 시는 외측보호층이 기능층을 보호하는 역할을 하고, 화재 발생시에는 기능층이 열 팽창하여 파이프를 폐색하거나 폐색에 가깝게 하여 화염이나 연기가 상층으로 퍼지 는 것을 방지한다.

상기 기능충은 내화성이 우수하도록 구성된 것이기 때문에 상기와 같이 외측 보호층이 기능층을 보호함으로써 외부로부터 전달되는 충격에 파이프를 보호하고， 굴곡강도와 인장강도 등을 높이는 역할을 한다.

그리고 상술한 바와 같이 외측기능층 내부에 기능층을 형성할 수도 있지만, 가능층의 내부에 외측기능층을 형성할 수도 있다. 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이프를 도시한 도면이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의한 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이프는 도 3과 같이 기능층과， 상기 기능층을 내측 외측에서 각각 보호하는 내측보호층과 외측보호층으로 구성된 3중 파이프이다.

상기 기능층은 열팽창흑연을 제외하고 본 발명의 다른 실시예의 파이프 기능 층과 조성이 동일하다.

기능층은 P.V.C.수지 100중량부에 대해 1 내지 200중량부를 흔합한다. 열팽 창혹연이 1중량부 미만으로 흔합되면 열팽창효과를 가질 수 없고， 200중량부를 초 과하면 물성저하와， 혹연이 과팽창하여 형붕괴를 일으키므로 기능층은 P.V.C.수지 100중량부에 대하여 1 내지 200중량부를 흔합한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는 상기 기능층의 내측과 외측에 각각 내측보 호층과 외측보호층이 형성되므로 도 1에 도시한 일 실시예와 도 2에 도시한 다른 실시예보다 열팽창흑연의 흔합량을 늘려 팽창이 원활하게 이루어지도록 구성한다. 내측보호층은 K-Value가 72인 P.V.C.수지 100중량부에 대해 안정제인 메틸 TIN안정제를 2.5 내지 6.0중량부 흔합한다.

상기 열안정제는 P.VX.수지에 혼합하여 가공과정 중과 사용기간 중에 수지 의 물리적 화학적 성질을 유지하도록 하는 것으로서 안정제가 2.5중량부 미만으로. 흔합되면 작업성이 떨어지고， 6.0 중량부를 초과하여 흔합되면 성능 향상은 미미한 반면에 생산비용이 많이 소요되고， 물성이 저하되므로 열안정제인 메틸 TIN안정제 를 2.5 내지 6.0중량부 흔합한다.

상기와 같이 구성된 내측보호층은 파이프 내부를 유동하는 유체로부터 열팽 창특성을 갖는 기능층을 보호하는 역할을 한다.

상기 아크릴충격보강제는 외부충격 또는 파이프 내부를 유동하는 유동압에 대해 파이프의 내충격력을 향상시키는 것으로서 1.0중량부 미만으로 흔합되면 내충 격력이 약해지고， 5.0중량부를 초과하여 흔합하면 인장깅 ^"도가 낮아지고， 내수압력 이 낮아지며, 경제성과 작업성이 저하되므로 아크릴충격보강제는 P.V.C.수지 100중 량부에 대해 1.0 내지 5.0중량부 흔합한다.

그리고 P.V.C.수지 100중량부에 대해 광물질 0.1 내지 1.0중량부를 흔합한 다.

상기 광물질은 칼슘카보네이트， 알루미늄트라이하이드레이트 징크보레이트 중 어느 하나 또는 둘 이상이 흔합되어 구성된 것으로서 P.V.C.에 흔합되어 파이프 의 난연성을 증가시킨다.

그리고 P.V.C.수지 100중량부에 대해 탄산칼슘 2 내지 8중량부를 흔합한다. 탄산칼슘은 수지에 흔합되어 파이프의 강도를 증가시키는 역할을 한다.

그리고 상기 K-Value가 72인 P.V.C.수지 100중량부에 대해 K-Value가 76인 P.V.C.수지 1 내지 5중량부를 흔합하여 베이스 수지를 구성할 수 있다.

상기와 같이 K-Value가 76인 P.V.C.수지를 흔합하면 내열성이 우수해지고， 인장강도， 내수압력， 내충격성， 굴곡강도 등의 기계적 물성이 우수해진다.

K-Value가 76인 P.V.C.수지를 1.0 중량부 미만으로 흔합하면 물성증가의 효 과가 미미해지는 반면에， K-Value가 76인 P.V.C.수지를 5.0 중량부 초과하여 흔합하 면 유동성이 저하되어 작업성이 현저하게 떨어지므로 1.0 내지 5.0 중량부로 흔합 하는 것이 바람직하다. ᅳ

그리고 본 발명의 또 다른 실시예를 구성하는 외측보호층은 내측보호층의 구 성과 동일하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 파이프의 내화성， 연기발생량 및 내동파성을 다음과 같이 실험하였다. 실시여 U

P.V.C.수지 (K-Value 72) 100중량부에 대해， 메틸 TIN안정제 4중량부， 열팽창 흑연 8중량부， 셀렉스 A 1중량부， 수산화알루미늄 7중량부， 수산화마그네슘 5중량 부, 징크보레이트 7중량부， 탄산칼슘 5중량부가 흔합된 수지를 압출하여 생산된 P.V.C.파이프. 실시^ 12

상기 실시예 1의 조성에 제연제 5중량부를 추가 흔합하였음.

제연제는 산화마그네슘 40중량 . 산화칼슴 12중량 %， 이산화규소 26중량 %， 산 화알루미늄 10중량 %， 산화아연 7중량 %， 이산화티타늄 5중량 %를 흔합하여 구성한 수 지를 압출하여 생산된 P.V.C.파이프. 실시예 3

상기 실시예 2의 조성에 광물질 4중량부를추가 흔합하였음

칼슘카보네이트; 알루미늄트라이하이드레이트 및 징크보레이트를 각각 1:1:1 의 비율로 흔합하여 구성한 수지를 압출하여 생산된 P.V.C.파이프 비교예 P.V.C.수지 100중량부에 대해 스테아린산칼슘 1.6중량부， M.B.S. 8중량부， 파라핀왁스 1.2중량부가 흔합된 일반적인 P.V.C.파이프 실험방법

1) 내화성

내화성실험은 30cm 두께의 벽체 관통구에 파이프를 삽입하고 벽체 건너편에 서 파이프에 화염을 방사하며 10분 경과 후 벽면으로부터 20匪 거리의 파이프 표면 은도를 측정하였음. 상기 측정포인트의 측정온도는 180°C를 넘지 않아야 함.

2) 연기발생량

연기발생량은 파이프에 화염을 방사한 후 1분 경과한 후에 발생하는 연기량 을 측정하였음.

3) 내동파성

lm 길이의 파이프 내부에 물을 완층한 후 양단을 폐쇄한 후 -20^°C의 온도에 노출시켜 파이프가 동파되는 시간을 측정하였음.

[표 1] 실험결과

상기 표 1과 같이 비교예는 측정온도가 207^°C인 반면에， 본 발명의 모든 실 시예는 측정온도가 _{18( C} 미만으로 내화성이 우수하였다.

그리고 비교예는 연기발생량이 53 cmVsec 인 반면에， 본 발명의 모든 실시예 는 연기 발생량이 12 cnf/sec로서 연기발생량이 비교예에 비해 월동히 적다.

그리고 비교예는 물을 채운 파이프가 -20 ^°C의 온도에서 7시간 만에 동파된 반면에 본 발명의 모든 실시예는 20시간 이상에서도 동파되지 않았다. 상기와 같이 구성된 본 발명은 화재가 발생하면 파이프에 흔합된 열팽창혹연 이 열팽창하여 연화된 파이프를 폐색하거나 폐색에 가까운 상태로 만들어 화염과 연기가 상층으로 번지는 것을 미연에 방지할 수 있다.

또한， 베이스 수지인 P.V.C.수지가 탈 때 발생하는 연기를 최소화함으로써 연기에 의한 질식사고를 미연에 방지할 수 있다.

그리고， 경량이어서 작업성이 우수하고， 강도가 우수하며， 내화성과 동시에 내한성을 갖기 때문에 추위에 파이프가 노출되어도 물성이 저하되지 않고 내부를 유동하는 유체가 잘 얼지 않기 때문에 동파사고를 방지할 수 있다.

이상， 본 발명에 의한 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이프에 대해 설명 하였다.

상기 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 그 기 술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있 다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로， 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정 적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고， 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명 보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며， 특허청구범위의 의미 및 범 위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명 의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

[청구의 범위】

【청구항 1】

단일 기능층으로 구성된 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이프를 구성하되，

K-Value가 72인 P.V.C.수지 100중량부에 대해

메틸 TIN안정제 2.5 내지 6.0중량부, 열팽창혹연 1 내지 100중량부， 발포촉 진제인 셀렉스 A 1.0 내지 2.0중량부， 수산화알루미늄 5.0 내지 10.0중량부， 수산화 마그네슘 2.0 내지 7.0중량부， 징크보레이트 5.0 내지 10.0중량부， 탄산칼슘 2 내 지 8중량부가 흔합되어 구성된 것을 특징으로 하는 내화성 및 내한성을 동시에 갖 는 파아프.

【청구항 2】

기능층과 상기 기능층의 외측보호층으로 구성된 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이프를 구성하되，

상기 기능층은，

K-Value가 67 또는 72인 P.V.C.수지와, 상기 P.V.C.수지 100중량부에 대해 메틸 TIN안정제 2.5 내지 6.0중량부， 열팽창흑연 1 내지 100중량부， 발포촉진제인 셀렉스 A 1.0 내지 2.0중량부， 수산화알루미늄 5.0 내지 10.0중량부， 수산화마그네 슘 2.0 내지 그 0중량부 및 징크보레이트 5.0 내지 10.0중량부가 흔합되어 기능층이 구성되고，

상기 외측보호층은，

K-Value가 72인 P.V.C.수지와, 상기 P.V.C.수지 100중량부에 대해 메틸 TIN 안정제 2.5 내지 6.0중량부， 아크릴충격보강제 1.0 내지 5.0중량부 및 탄산칼슘 2 내지 8중량부가 흔합되어 외측보호층이 구성된 것을 특징으로 하는 내화성 및 내한 성을 동시에 갖는 파이프.

【청구항 3】 ^'

제 2항에 있어서,

상기 외측보호층은 기능층의 내부에 형성된 것을 특징으로 하는 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이프.

【청구항 4】 기능층과, 상기 기능층의 내측과 외측에 각각 내측보호층 및 외측보호층으로 구성된 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이프를 구성하되，

상기 기능층은，

K-Value가 67 또는 72인 P.V.C.수지와， 상기 P.V.C.수지 100중량부에 대해 메틸 TIN안정제 2.5 내지 6.0중량부， 열팽창흑연 1 내지 200중량부 발포촉진제인 셀렉스 A 1.0 내지 2.0중량부， 수산화알¥미늄 5.0 내지 10.0중량부， 수산화마그네 슘 2.0 내지 7.0중량부 및 징크보레이트 5.0 내지 10.0중량부가 흔합되어 내층이 구성되고，

상기 내측보호층 및 외측보호층은，

K-Value가 72인 P.V.C.수지와， 상기 P.V.C.수지 100중량부에 대해 메틸 TIN 안정제 2.5 내지 6.0중량부， 아크릴층격보강제 1.0 내지 5.0중량부， 탄산칼슘 2 내 지 8중량부가 흔합되어 외층이 구성된 것을 특징으로 하는 내화성 및 내한성을 동 시에 갖는 파이프.

【청구항 5]

제 1항 내지 게 4항 중 어느 한 항에 있어서，

상기 기능층은，

P.V.C.수지 100중량부에 대해

산화마그네슘 25 내지 45중량 %， 산화칼슘 2 내지 15중량 %， 이산화규소 10 내 지 35중량 %， 산화알루미늄 1 내지 12중량 %， 산화아연 1 내지 12중량 %， 이산화티타 늄 0.5 내지 7증량 ^<¾가 흔합되어 구성된 제연제 2.0 내지 7.0중량부가 더 흔합되어 구성된 것을 특징으로 하는 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이프.

【청구항 6】

제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서，

상기 기능층은，

상기 P.V.C.수지 100중량부에 대해

칼슘카보네이트ᅳ 알루미늄트라이하이드레이트, 징크보레이트 증 어느 하나 또는 둘 이상이 흔합되어 구성된 광물질 으 1 내지 1.0중량부가 더 흔합되어 구성된 것을 특징으로 하는 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이프.

【청구항 7] 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기능층은，

상기 P.V.C.수지 100중량부에 대해

아크릴충격보강제 1.0 내지 5.0중량부가 더 흔합되어 구성된 것을 특징으로 하는 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이프.

[청구항 8】

제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 열팽창흑연은 충상구조의 층간에 황 또는 질소화합물이 흔합되어 구성 된 것을 특징으로 하는 내화성 및 내한성을 동시에 갖는 파이프.